(57)【要約】【課題】  交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体層保護膜として有用な酸化マグネシウム薄膜を塗布法により形成させるのに有用な酸化マグネシウム微粒子の分散液を提供する。【解決手段】  炭素原子数３〜５の一価アルコール中に、酸化マグネシウム微粒子が０．１〜１５質量％の範囲にて分散されてなり、動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が５〜１００ｎｍの範囲にある酸化マグネシウム微粒子分散液。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素原子数３〜５の一価アルコール中に、酸化マグネシウム微粒子が０．０５〜２０質量％の範囲にて分散されてなり、動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が５〜１００ｎｍの範囲にある交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体層保護膜形成用の酸化マグネシウム微粒子分散液。
【請求項２】
動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が５〜２０ｎｍの範囲にあり、Ｄ10／Ｄ90が０．４以上である請求項１に記載の酸化マグネシウム微粒子分散液。
【請求項３】
動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が４５〜９０ｎｍの範囲にあり、Ｄ10／Ｄ90が０．１以上である請求項１に記載の酸化マグネシウム微粒子分散液。
【請求項４】
請求項１に記載の酸化マグネシウム微粒子分散液から形成された酸化マグネシウム膜が誘電体層の上に積層されている交流型プラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
請求項１に記載の酸化マグネシウム微粒子分散液を、プラズマディスプレイパネルの誘電体層の上に塗布して、乾燥することからなる交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体層保護膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体層保護膜形成用の酸化マグネシウム微粒子分散液に関する。本発明はまた、上記酸化マグネシウム微粒子分散液から形成された酸化マグネシウム膜が積層された交流型プラズマディスプレイパネル、及び交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体層保護膜の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
交流型プラズマディスプレイパネル（以下、ＡＣ型ＰＤＰという）誘電体層の保護膜として、酸化マグネシウム薄膜が用いられている。ＰＤＰの誘電体層保護用の酸化マグネシウム薄膜の製造方法としては、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などの物理的な方法が主流である。しかしながら、これらの製造方法では大規模な製造装置を用いて厳しい製造条件の管理が必要となる、また歩留まりが低いなどの問題がある。このため、酸化マグネシウム微粒子の分散液を誘電体層の上に塗布、乾燥（さらに必要に応じて、焼成）することによって酸化マグネシウム薄膜を形成する方法（塗布法）の研究が進められている。
【０００３】
特許文献１には、ＰＤＰの誘電体層保護膜形成用の酸化マグネシウム微粒子分散液として、酸化マグネシウム粉末分散液と、マグネシウムアルコキシド又はマグネシウムアセチルアセトネートを含むバインダ溶液とを混合して調製した分散液が開示されている。この特許文献１において、酸化マグネシウム粉末分散液は、平均粒子径が５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの酸化マグネシウム微粒子と、アルコールを主成分とする溶媒又はアルコールとエチレングリコール誘導体との混合溶媒とエチレングリコール誘導体を主成分とする分散剤とを混合して調製されている。
【０００４】
特許文献２には、マグネシウムアセチルアセトナート、エタノールアミン、脂肪酸、有機溶剤からなる混合液に、酸化マグネシウム微粒子を分散させて調製した酸化マグネシウム微粒子分散液が開示されている。この特許文献２では、酸化マグネシウム微粒子は平均粒子径が１０ｎｍ以下の微粒子が好ましいとされている。
【特許文献１】特開２０００−１２９１６１号公報
【特許文献２】特開平１１−１５７８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
均一な厚さで、かつ透明性の高い酸化マグネシウム保護膜を塗布法により形成させるためには、分散液中の酸化マグネシウム微粒子の凝集が少ないこと、即ち酸化マグネシウム微粒子が一次粒子もしくはそれに近い形で分散されていることが望ましい。しかしながら、上記の特許文献には、酸化マグネシウム微粒子を用いて分散液を調製する旨の開示がされているものの、その酸化マグネシウム微粒子を一次粒子もしくはそれに近い形で分散させる方法についての具体的な開示がない。従って、微細な各粒子の相当部分が凝集体として分散されていると理解される。
本発明の目的は、均一な厚さで、かつ透明性の高い酸化マグネシウム保護膜を塗布法により形成させるのに有用な、酸化マグネシウム微粒子が一次粒子もしくはそれに近い形で分散されている酸化マグネシウム微粒子の分散液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、酸化マグネシウム微粒子を分散させるための分散媒体の種類、そして分散媒体中に酸化マグネシウム微粒子を分散させるための分散化方法を選ぶことによって、平均一次粒子径が５〜１００ｎｍの範囲にある酸化マグネシウム微粒子を、一次粒子もしくはそれに近い小径の凝集粒子として分散させることができることを見い出した。そして、その微細な酸化マグネシウム微粒子が一次粒子もしくはそれに近い小径の凝集粒子として分散されている分散液を用いることにより、均一な厚さで、かつ透明性の高い酸化マグネシウム保護膜を塗布法により形成することができることを確認して、本発明に到達した。
【０００７】
本発明は、炭素原子数３〜５の一価アルコール中に、酸化マグネシウム微粒子が０．０５〜２０質量％の範囲にて分散されてなり、動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が５〜１００ｎｍの範囲にある交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体層保護膜形成用の酸化マグネシウム微粒子分散液にある。
【０００８】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液の好ましい態様は、以下の通りである。
（１）動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が５〜２０ｎｍの範囲にあり、Ｄ10／Ｄ90が０．４以上である。
（２）動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が４５〜９０ｎｍの範囲にあり、Ｄ10／Ｄ90が０．１以上である。
（３）一価アルコールが、イソプロピルアルコール又はブチルアルコール、もしくはこれら混合物である。
【０００９】
本発明はまた、上記本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液から形成された酸化マグネシウム膜が誘電体層の上に積層されている交流型プラズマディスプレイパネルにもある。
【００１０】
本発明はさらに、上記本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液を、プラズマディスプレイパネルの誘電体層の上に塗布して、乾燥することからなる交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体層保護膜の製造方法にもある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液を用いることにより、ＡＣ型ＰＤＰの誘電体層の上に膜厚が均一で、かつ透明性が高い酸化マグネシウム保護膜を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液は、炭素原子数３〜５の一価アルコール中に酸化マグネシウム微粒子を、分散液の全組成物の質量を基準として０．０５〜２０質量％の範囲、好ましくは１〜１５質量％の範囲にて含む。
【００１３】
本発明の分散液に含まれる酸化マグネシウム微粒子は、動的光散乱法によって測定されたＤ50（累積通過分布の５０％に相当する粒子径）が５〜１００ｎｍの範囲にある。酸化マグネシウム微粒子は、Ｄ10（累積通過分布の１０％に相当する粒子径）とＤ90（累積通過分布の９０％に相当する粒子径）との比（Ｄ10／Ｄ90）が０．１以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましく、０．４以上であることが特に好ましい。Ｄ10／Ｄ90は、粒子径の分布の拡がりを評価する指標の一つであり、１に近い方が分布の拡がりが狭いこと、すなわち粒子径の均一性が高いことを表す。
【００１４】
本発明の分散液に含まれる酸化マグネシウム微粒子は、動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が５〜２０ｎｍの範囲にあり、Ｄ10／Ｄ90が０．１以上（特に、０．４以上）であるか、動的光散乱法によって測定された酸化マグネシウム微粒子のＤ50が４５〜９０ｎｍの範囲にあり、Ｄ10／Ｄ90が０．１以上（特に、０．１５以上）であることが好ましい。
【００１５】
酸化マグネシウム微粒子のＤ50が５〜２０ｎｍの範囲にある分散液は、透光性が高いという特徴がある。特に、分散媒体にブチルアルコールを用いると透光性が高くなる傾向にある。Ｄ50が５〜２０ｎｍの範囲にある酸化マグネシウム微粒子をブチルアルコールに分散させた分散液の波長７００ｎｍの光の透過率（測定：セル厚１０ｍｍ）は、酸化マグネシウム微粒子濃度が５質量％の分散液で６０％以上、酸化マグネシウム微粒子濃度が１質量％の分散液で９０％以上の値を示す。
【００１６】
本発明の分散液において分散媒体として用いられる炭素原子数が３〜５の一価アルコールは、分岐を有していてもよい。一価アルコールとしては、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコールなどを用いることができる。これらは二種以上を併用してもよい。一価アルコールとして好ましいのは、イソプロピルアルコール及びブチルアルコール、そしてこれらの混合物である。
【００１７】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液は、例えば、平均一次粒子径が５〜１００ｎｍの範囲にある酸化マグネシウム微粒子を、炭素原子数３〜５の一価アルコールに投入して得た混合物を、ビーズを用いた粉砕装置にて分散処理を行なうことからなる方法により製造することができる。
【００１８】
酸化マグネシウム微粒子としては、金属マグネシウム蒸気と酸素とを反応させる方法（気相酸化合成法）により製造した酸化マグネシウム微粒子を好適に用いることができる。気相酸化合成法により製造した酸化マグネシウム微粒子としては、宇部マテリアルズ（株）から販売されている１００Ａ（平均一次粒子径：１０ｎｍ）や５００Ａ（平均一次粒子径：５０ｎｍ）が知られている。酸化マグネシウム微粒子の平均一次粒子径は、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて測定することができる。
【００１９】
酸化マグネシウム微粒子の分散処理に用いるビーズ（ボールともいう）は、平均粒子径が２０〜３００μｍの範囲、好ましくは２０〜１５０μｍの範囲、特に好ましくは２０〜１００μｍの範囲にある。ビーズの材料としては、酸化ジルコニウムなどの公知のセラミックス材料が挙げられる。
【００２０】
粉砕装置としては、転動ミル（回転ミル）、振動ミル、揺動ミル（ロッキングミル）、遊星ミル、ＣＦミル（遠心流動化ミル）、アニュラーミル（転動攪拌ミル）などのミル容器を駆動することによってビーズにエネルギーを伝達するビーズミル、ミル容器内に充填したビーズをミル容器中に挿入されている攪拌機にて攪拌することによってビーズにエネルギーを伝達する攪拌ミルが挙げられる。これらの中で好ましいのは、揺動ミル及び攪拌ミルである。
【００２１】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液は、塗布後の酸化マグネシウム粒子同士の密着性あるいは酸化マグネシウム粒子と誘電体層との密着性を高めるために、バインダを添加してもよい。バインダの例としては、マグネシウムアルコキシド、マグネシウムアセチルアセトネートなどの加熱により酸化マグネシウムを生成するマグネシウム化合物を挙げることができる。バインダの添加量は、分散液の全組成物の質量を基準として０．０５〜１０質量％の範囲、好ましくは１〜５質量％の範囲である。
【００２２】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液はさらに、増粘剤を添加してもよい。増粘剤の例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、メチルセルロース、エチルセルロースを挙げることができる。増粘剤の添加量は、分散液の全組成物の質量を基準として０．０５〜１０質量％の範囲、好ましくは１〜５質量％の範囲である。
【００２３】
上記バインダ及び増粘剤の添加は、酸化マグネシウム微粒子の分散処理を行なった後に行なうことが好ましい。
【００２４】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液を、ＡＣ型ＰＤＰの誘電体層の上に塗布して、乾燥することによりＡＣ型ＰＤＰの酸化マグネシウム保護膜を形成することができる。塗布法としては、スピンコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、ディップ法、ドクタブレード法等の公知の方法を挙げることができる。乾燥温度は、一般に５０〜２００℃の範囲である。乾燥後の酸化マグネシウム膜は、３００〜７００℃の温度で焼成することが好ましい。乾燥及び焼成は大気中で行なうことが好ましい。
【００２５】
本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液を用いて形成するＡＣ型ＰＤＰの酸化マグネシウム保護膜の膜厚は、５００ｎｍ〜２μｍの範囲にあることが好ましい。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
平均一次粒子径が１０ｎｍの酸化マグネシウム微粒子（１００Ａ、宇部マテリアルズ（株）製）５質量部を、ブチルアルコール９５質量部に投入して混合物を得た。次いで、その混合物を、攪拌ミル（攪拌機付きミル容器の容量：１７０ｍＬ、ウルトラアペックスミルＵＡＭ０１５、寿工業（株）製）を用いて、ビーズ：平均粒子径３０μｍの酸化ジルコニウム製ビーズ、ミル容器内のビーズ充填率：６０体積％、攪拌機の周速：８．０ｍ／秒、処理時間：１３５分の条件にて分散処理を行なって、酸化マグネシウム微粒子分散液を調製した。得られた酸化マグネシウム微粒子分散液の波長７００ｎｍの光の透過率を、セル厚１０ｍｍの条件で測定したことろ、６３％であった。
得られた酸化マグネシウム微粒子分散液中の酸化マグネシウム微粒子の粒度分布を動的光散乱法によって下記の条件にて測定した。その結果、Ｄ10は６．６ｎｍ、Ｄ50は８．５ｎｍ、Ｄ90は１３．４ｎｍ、であり、Ｄ10／Ｄ90は０．４９であった。
【００２７】
［粒度分布の測定条件］
酸化マグネシウム微粒子分散液を、酸化マグネシウム微粒子の濃度が３〜４質量％となるように分散媒体にて希釈し、超音波ホモジナイザー（Ｓ−１５０Ｄ、ブランソン製）にて、パワー強度８の条件で１分間分散処理を行なう。得られた希釈分散液中の酸化マグネシウム微粒子の粒度分布を、動的光散乱式粒度分析計（マイクロトラックＵＰＡ１５０、日機装製）を用いて、半導体レーザ（＋３Ｂ）波長：７８０ｎｍ、３ｍＷの条件にて測定する。測定は５回行い、その平均値を算出する。
【００２８】
上記の酸化マグネシウム微粒子分散液を用いて、ガラス基板（サイズ：縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）上にスピンコート法により酸化マグネシウム膜を形成した。酸化マグネシウム膜は、酸化マグネシウム微粒子分散液１ｇをガラス基板の中心に滴下した後、ガラス基板をその中心を軸として１０００ｒｐｍの回転速度で６０秒、２０００ｒｐｍの回転速度で２０秒、３０００ｒｐｍの回転速度で２０秒の順で回転させる操作を５回行なった後、１２０℃の温度で１時間乾燥し、次いで５００℃の温度で１時間焼成して形成した。形成した酸化マグネシウム膜について、ガラス基板の中心から右端に１５ｍｍ、中心から右端に５ｍｍ、中心から左端に５ｍｍ、中心から左端に１５ｍｍの位置にて膜厚と波長５５０ｎｍの光の透過率とを測定した。膜厚は、反射分光膜厚計を用いて測定した。透過率は、分光光度計（ＵＶ−２５５０、（株）島津製作所製、光源：ハロゲンランプ）を用いて測定した。膜厚と透過率の測定結果とをそれぞれ表１に示す。
【００２９】
表１
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中心から右端  中心から右端  中心から左端  中心から左端
に１５ｍｍ    に５ｍｍ      に５ｍｍ      に１５ｍｍ
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膜厚                １６４３ｎｍ  １５６１ｎｍ  １５６１ｎｍ  １５３９ｎｍ
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波長５５０ｎｍの
光の透過率          ９８％以上    ９８％以上    ９８％以上    ９８％以上
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【００３０】
［実施例２］
前記実施例１にて調製した酸化マグネシウム微粒子分散液をブチルアルコールで希釈して、酸化マグネシウム微粒子の濃度を２質量％に調整した。この希釈分散液を用いて、ガラス基板（サイズ：縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）上にスピンコート法により酸化マグネシウム膜を形成した。酸化マグネシウム膜は、希釈分散液１ｇをガラス基板の中心に滴下した後、ガラス基板をその中心を軸として５００ｒｐｍの回転速度で２００秒、１５００ｒｐｍの回転速度で６０秒、３０００ｒｐｍの回転速度で６０秒の順で回転させる操作を１０回行なった後、１２０℃の温度で１時間乾燥し、次いで５００℃の温度で１時間焼成して形成した。形成した酸化マグネシウム膜について、ガラス基板の中心、中心から右端に１５ｍｍ、中心から左端に１５ｍｍの位置にて膜厚と波長５５０ｎｍの光の透過率とを測定した。膜厚の測定には、（株）菱化システム製のマイクロマップ５５７Ｎを用いた。透過率の測定には、分光光度計（ＵＶ−２５５０、（株）島津製作所製、光源：ハロゲンランプ）を用いた。膜厚と透過率の測定結果とをそれぞれ表２に示す。
【００３１】
表２
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中心から右端    ガラス基板の中心    中心から左端
に１５ｍｍ                          に１５ｍｍ
────────────────────────────────────────
膜厚                    ５０１ｎｍ        ５００ｎｍ        ５０２ｎｍ
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波長５５０ｎｍの
光の透過率              ９８％以上        ９８％以上        ９８％以上
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【００３２】
［実施例３］
実施例１において、分散媒体をイソプロピルアルコールとし、分散処理の条件を、処理時間：１０５分間とした以外は、実施例１と同様にして濃度５質量％の酸化マグネシウム微粒子分散液を調製した。得られた酸化マグネシウム微粒子分散液の波長７００ｎｍの光の透過率を、セル厚１０ｍｍの条件で測定したことろ、４０％であった。得られた酸化マグネシウム微粒子分散液中の酸化マグネシウム微粒子の粒度分布を動的光散乱法により前記の条件で測定した。その結果、Ｄ10は９．０ｎｍ、Ｄ50は１１．６ｎｍ、Ｄ90は１７．０ｎｍ、であり、Ｄ10／Ｄ90は０．５３であった。
上記の酸化マグネシウム微粒子分散液を、イソプロピルアルコールで希釈して、酸化マグネシウム微粒子の濃度を２質量％に調整した。この希釈分散液を用いて、スピンコートの実施回数を５回とする以外は、実施例２と同様にして酸化マグネシウム膜を形成した。形成した酸化マグネシウム膜について、ガラス基板の中心、中心から右端に１５ｍｍ、中心から左端に１５ｍｍの位置にて膜厚と波長５５０ｎｍの光の透過率とを実施例２と同様に測定した。膜厚と透過率の測定結果とをそれぞれ表３に示す。
【００３３】
表３
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中心から右端    ガラス基板の中心    中心から左端
に１５ｍｍ                          に１５ｍｍ
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膜厚                    ５７８ｎｍ        ５６８ｎｍ        ５６４ｎｍ
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波長５５０ｎｍの
光の透過率              ９８％以上        ９８％以上        ９８％以上
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【００３４】
実施例１〜３の結果から明らかなように、本発明の酸化マグネシウム微粒子分散液を用いることにより、均一な厚さで、かつ透光性の高い酸化マグネシウム膜を形成することができることが分かる。